[发明专利]含有聚碳酸酯－聚酯和纳米粘土的热塑性组合物

说明书

发明领域

本发明涉及热塑性模塑组合物，更具体涉及含有聚碳酸酯和聚酯的共混料 的粘土填充的组合物。

发明概述

揭示了一种热塑性组合物，该组合物包含(A)芳族聚碳酸酯和(B)聚酯、(C) 纳米粘土和(D)羧酸的树脂型共混料。该组合物的特征是具有比相应的不含酸 的组合物高的熔体稳定性和冲击强度。相对于树脂型共混料的重量的纳米粘土 含量为0.1-30％，相对于纳米粘土的重量的酸含量为1-20％。粘土颗粒的平均 厚度约为1-100纳米，它们的平均长度和平均宽度各自独立地为50-700纳米。

发明背景

聚碳酸酯树脂因为其特有的结合了良好的机械性能和物理性能，是众 所周知的并长期以来被用于各种应用中。但是，其劲度(挠曲模量)对于某些 结构应用是不够的，例如电动工具的外壳。在聚碳酸酯中掺合玻璃纤维可 以较大程度地克服这一缺点，但是却对模塑件的外观造成不利的影响。聚 碳酸酯与热塑性聚酯的共混料是已知的。含有这类共混料的商品组合物可 以商购，例如作为Makroblend组合物从拜尔材料科学有限公司(Bayer MaterialScience)购得。

纳米粘土，即粒度小于100纳米的粘土，可以从市场上购得。它们在 聚合物基质中的效用已经广泛揭示在以下文献中，例如J.Materials Res.， 1993，第8卷，第1179页；J.Polym.Sci.，Part A：Polym.Chem.，1993，第31卷， 第2493页。纳米复合材料是一类具有颗粒尺度在1-100纳米范围的相的特 征的材料。本技术领域中已经认识到，与包括微小粒度颗粒和大粒度颗粒 在内的它们的对应物相比，在聚合物基质中包括这些材料，可以使复合物 具有更好的机械性能。

P.J.Yoon、D.L. Hunter和D.R.Paul在“聚碳酸酯纳米复合材料(P.J.Yoon， D.L. Hunter and D.R.Paul)”的第一部分“有机粘土结构对形态和性能的影响 (Effect of Organoclay Structure on Morphology and Properties)”(Polymer，44，5323 (2003))和“聚碳酸酯纳米复合材料(Polycarbonate Nanocomposites)”的第二部 分“降解和颜色形成(Degradation and color Formation)(Polymer44，5341(2003)) 中描述了含有有机改性的纳米粘土(有机粘土)的聚碳酸酯复合材料，其中改性 通过叔铵和季铵盐进行。Geralda Severe，Alex J.Hsieh和Bryan E.Koene在 题为”层状硅酸盐对聚碳酸酯纳米复合材料的热性能的影响(Effect of Layered Silicates on Thermal Characteristics of Polycarbonate Nanocomposites)”(Society of Plastics Engineers，ANTEC 2000，第1523-6页) 的论文中报道了相关的聚碳酸酯复合材料，其中掺入的纳米粘土已经用C16- 和C₁₈-三丁基鏻改性。

本技术领域还认识到如长链有机阳离子之类的溶胀剂和水熔性低聚物 或聚合物可插入或吸附在粘土的相邻层之间，从而增加层间间距。美国专 利5,552,469和WO93/04117等揭示了处理相关硅酸盐、结果使掺合了它们 的聚合物基质机械性能较大增强的方法。

美国专利5,760,121揭示了纳米复合材料，其含有基质聚合物和分层的 夹层(exfoliated intercalate)，所述分层的夹层通过使页硅酸盐与聚合物接触、 将聚合物吸附或插入到相邻的页硅酸盐薄层中来形成。在相邻的页硅酸盐 薄层中吸附足够的聚合物，以使相邻薄层的间距增加至5-100埃，从而使 得夹层在与有机溶剂或聚合物熔体混合时易于分层。其它的相关内容揭示 在美国专利5,747,560和5,385,776中。